DE60223342T2

DE60223342T2 - Lokales radiokommunikationssystem

Info

Publication number: DE60223342T2
Application number: DE60223342T
Authority: DE
Inventors: Jacques Lewiner; Eric Carreel
Original assignee: Inventel Systemes SA
Current assignee: Thomson Telecom SA
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2022-02-23
Also published as: EP1364545B1; ATE377919T1; FR2821513B1; EP1364545A1; FR2821513A1; WO2002069658A1; DE60223342D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die lokalen Radiokommunikationssysteme.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein lokales Radiokommunikationssystem mit mehreren Basisstationen und mehreren Endgeräten, die jeweils mit einer der Basisstationen gemäß einem Protokoll für lokale Radiokommunikation gemäß einem Zeitmultiplex-Vielfachzugriffsverfahren (beispielsweise dem BLUETOOTH^®- oder DECT-Protokoll) kommunizieren, wobei dieses Protokoll für jede Basisstation aufeinander folgende Zeitschlitze vorsieht, während deren entweder ein von einem Endgerät an die Basisstation gesendetes Uplinkinformationspaket oder ein von der Basisstation an das Endgerät gesendetes Downlinkinformationspaket übertragen werden, und wobei mindestens einige der Basisstationen fähig sind, untereinander zu interferieren, und dabei der Empfang eines Uplinkinformationspakets durch eine der Basisstationen verhindert wird, wenn eine andere der Basisstationen ein Downlinkinformationspaket aussendet.
In der WO-A-00/69186 ist ein Beispiel für ein derartiges System zur lokalen Radiokommunikation beschrieben.
In einem solchen System zur lokalen Radiokommunikation besteht jedoch ein Risiko der Interferenz zwischen der Übertragung eines Uplinkinformationspakets von einem Endgerät zu einer Basisstation und der Übertragung eines Downlinkinformationspakets von einer anderen Basisstation zu einem Endgerät (bei einer selben Frequenz oder bei einer Nachbarfrequenz).
In der EP-A-1 028 484 und WO-A-00 27147 ist die Verwendung der Antennen mit kontrollierter Richtwirkung in den Basisstationen eines Zellensystems beschrieben, welche Antennen mehrere Konfigurationen mit unterschiedlichen Richtwirkungen annehmen können, um eine Konfiguration zu bestimmen, die in der Lage ist, die Interferenzen zu verringern, die in der Aussendung einer gegebenen Basisstation durch die Aussendungen der in zugeordneten Zellen befindlichen Basisstationen verursacht werden.
Solche Interferenzen sind zu vermeiden, denn sie machen die Uplinkinformationspakete für die Basisstationen dadurch „unhörbar", dass die Uplinkinformationsradiosignale meist von einer Basisstation mit einer deutlich geringeren Leistung empfangen werden, als die Leistung der Downlinkinformationssignale, die von anderen Basisstationen ausgesendet werden: Die somit verlorenen Uplinkinformationspakete müssen später erneut ausgesendet werden, was den effizienten Durchsatz des Radiokommunikationssystems verringert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, diesen Nachteil zu beheben, indem eine Verringerung der Wahrscheinlichkeit einer Interferenz zwischen Uplink- und Downlinkinformationspaketen ermöglicht wird.
Hierzu zeichnet sich ein Radiokommunikationssystem der betreffenden Art erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Basisstationen jeweils ein Array von Antennen mit kontrollierter Richtwirkung umfassen und geeignet sind, um das Antennenarray mehrere Konfigurationen von Antennen mit unterschiedlicher Richtwirkung annehmen zu lassen, und dass das System zur lokalen Radiokommunikation Folgendes aufweist:

– Mittel, um jede Basisstation zum sukzessiven Aussenden von Test-Radiosignalen in unterschiedlichen Antennenkonfigurationen zu veranlassen, Mittel, um dann Pegel von Radiosignalen, die von den anderen Basisstationen empfangen werden, zu messen, und Mittel zur Messung der Qualität der Kommunikation zwischen der Basisstation, die das Test-Radiosignal ausgesendet hat, und den Endgeräten,
– einen zentralen Controller, der mit allen Basisstationen kommuniziert und die Basisstationen steuert, wobei dieser zentrale Controller geeignet ist, um unter den bei den Aussendungen von Test-Radiosignalen verwendeten Antennenkonfigurationen jeder Basisstation eine Antennenkonfiguration zu bestimmen, die geeignet ist, um bei der Aussendung der Test-Radiosignale den Pegel der Radiosignale, die von den anderen Basisstationen empfangen werden, zu minimieren und dabei eine zufrieden stellende Kommunikationsqualität zwischen den Basisstationen und allen Endgeräten sicherzustellen, und wobei der zentrale Controller geeignet ist, um den Basisstationen diese Antennenkonfigurationen vorzugeben.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann eventuell auf die eine und/oder die andere der folgenden Maßnahmen zurückgegriffen werden:

– jede Basisstation ist geeignet ist, um die Test-Radiosignale auszusenden, um die Pegel der Radiosignale zu messen, die infolge der von den anderen Basisstationen ausgesendeten Test-Radiosignale empfangen werden, und um die Pegel von empfangenen Radiosignalen an den Controller zu übertragen,
– jedes Endgerät ist geeignet, um eine Antwort auszusenden, wenn es ein von einer Basisstation ausgesendetes Test-Radiosignal empfängt,
– jede Basisstation ist ferner geeignet, um Identitäten von Endgeräten zu bestimmen, die auf jedes ihrer Test-Radiosignale geantwortet haben, um die Pegel von Signalen zu messen, die als Antwort auf die Test-Radiosignale aus den Endgeräten empfangen werden, und um diese Identitäten sowie die Pegel von derart aus den Endgeräten empfangenen Radiosignalen an den Controller zu übertragen, wobei die Identitäten den Endgeräten entsprechen, die mit der betreffenden Basisstation in der Antennenkonfiguration dieser Basisstation, die zum Aussenden des Testsignals gedient hat, kommunizieren können, und
– der Controller ist geeignet, um jeweilige Antennenkonfigurationen der einzelnen Basisstationen zu bestimmen, die es ermöglichen, bei der Aussendung der Test-Radiosignale die Pegel von Radiosignalen, die von den Basisstationen empfangen werden, zu minimieren und dabei sicherzustellen, dass jedes Endgerät zufrieden stellend mit mindestens einer Basisstation mit diesen Antennenkonfigurationen kommuniziert;
– die Basisstationen sind geeignet, um mit regelmäßigem Zeitabstand an den Controller die Identitäten aller Endgeräte, die zu dem System zur lokalen Radiokommunikation gehören, zu übertragen;
– der Controller ist geeignet, um die einzelnen Basisstationen untereinander zu synchronisieren, so dass alle Basisstationen im Wesentlichen während derselben Zeitschlitze aussenden und im Wesentlichen während derselben Zeitschlitze empfangen (von der Differenz zwischen der Dauer der Informationspakete mit Standardlänge und der Dauer der Zeitschlitze abgesehen, wobei diese Differenz in der Regel als Schutzzeit (Guard Time) bezeichnet wird: Mit anderen Worten, es können leichte Unterschiede zwischen den Anfängen der Zeitschlitze der einzelnen Basisstationen geduldet oder gar vorgegeben werden, sofern diese Unterschiede geringer sind als die oben genannte Schutzzeit);
– die einzelnen Basisstationen sind in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet;
– der Controller und die Basisstationen sind in einem selben Gerät enthalten;
– der Controller dient ebenfalls als Konzentrator und lässt die Basisstationen über eine externe Verbindung kommunizieren;
– die Basisstationen und die Endgeräte sind geeignet, um gemäß dem BLUETOOTH^®-Protokoll zu kommunizieren;
– die Basisstationen sind geeignet, um die Test-Radiosignale mit einem Zeitabstand zwischen 5 s und 1 h auszusenden;
– einige der Endgeräte sind Baken, die an bestimmten besonderen Orten eines Raums fest aufgestellt sind, der von dem lokalen Radiokommunikationsnetzwerk versorgt wird, wobei diese Orte geeignet sind, um zu gewährleisten, dass der gesamte Raum von der Funkabdeckung des lokalen Radiokommunikationsnetzwerks richtig erfasst wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer ihrer Ausführungsformen, die als nicht einschränkendes Beispiel angegeben wird, sowie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Gebäudes, das mit einem Radiokommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist,
2 ein Blockdiagramm des Kommunikationssystems der 1 und
3 einen Graphen zur Darstellung der Signale, die während einer kurzen Zeitspanne zwischen zwei Basisstationen und zwei Endgeräten ausgetauscht werden.
In den verschiedenen Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen angegeben.
In 1 ist ein lokales Radiokommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welches einen Raum 2 wie eine Anordnung von Büros 3, oder auch einen Wohnraum o. a. versorgt.
Dieses lokale Radiokommunikationssystem weist eine Zentralstation 4 (CS) auf, die mit einer Vielzahl von stationären oder mobilen Endgeräten 5 gemäß einem lokalen Radiokommunikationsprotokoll wie dem BLUETOOTH^®- oder auch dem DECT-Protokoll oder einem anderen Protokoll des Typs TDMA (Time Division Multiplex Access, Zeitmultiplex-Vielfachzugriff) per Funk kommuniziert. Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft für den besonderen Fall des BLUETOOTH^®-Protokolls beschrieben, die Erfindung würde sich jedoch ähnlich auf das DECT-Protokoll o. a. anwenden.
Bei den Endgeräten 5 kann es sich beispielsweise um drahtlose Telefone, um Mikrocomputer, um elektronische Bücher, um digitale Fernsehgeräte usw. handeln.
Diese Endgeräte können

– gegebenenfalls miteinander über die Zentralstation 4 dialogieren,
– oder auch ebenfalls über die Zentralstation 4, die eine Telekommunikationsverbindung 6 zu einem öffentlichen Telekommunikationsnetzwerk aufweist, nach außen kommunizieren. Es ist anzumerken, dass es sich bei der Verbindung 6 um eine drahtgebundene Verbindung oder um eine drahtlose Verbindung, beispielsweise eine Funkverbindung handeln kann.

Wie in 2 dargestellt, weist die Zentralstation 4 mehrere Basisstationen 7 (B1–B3) auf, die mit einem zentralen Controller 9 (CONTR.) verbunden sind, der die Basisstationen 7 wie nachfolgend erläutert wird, steuert, und der in dem dargestellten Beispiel ferner als Konzentrator dient und mit der oben genannten Verbindung 6 über eine Schnittstelle 10 (INT.) verbunden ist, die beispielsweise ein Modem o. a. umfasst.
Bei dem Controller 9 handelt es sich um eine elektronische Schaltung, die insbesondere einen Mikroprozessor MP umfasst, der mit einem Speicher M verbunden ist.
Die Basisstationen 7 sind wiederum stationäre Basisstationen, die geeignet sind, um gemäß dem gewählten Radiokommunikationsprotokoll, beispielsweise dem BLUETOOTH^®-Protokoll, mit den Endgeräten 5 zu kommunizieren. Solche Basisstationen 7, ebenso die Funkschaltungen der Endgeräte 5, sind in dem Stand der Technik wohl bekannt.
Die Basisstationen 7 sind in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet, und die Zentralstation 4 stellt vorzugsweise ein einziges Gerät dar.
Die Basisstationen 7 sind ferner jeweils mit einem Array von Antennen 8 mit kontrollierter Richtwirkung ausgestattet, wobei die elektronischen Schaltungen jeder Basisstation 7 dann in an sich bekannter Weise geeignet sind, um die einzelnen Antennen 8 jeder Basisstation 7 zueinander derart phasenzuverschieben, dass eine räumliche Empfangs- und Senderichtwirkung erzeugt wird.
Aufgrund dieser Richtwirkung der Arrays von Antennen 8 sowie aufgrund der Konfiguration des Raums 2 kommuniziert jede der Basisstationen 7 innerhalb einer Zelle C1, C2 bzw. C3 mit lediglich einem Teil der ihr zugeordneten Endgeräte 5. In dem in 1 und 2 dargestellten Beispiel kommuniziert die Basisstation 31 somit mit den Endgeräten T1, T2, T3, T4, T7, T8 und T10, die Basisstation B2 kommuniziert mit den Endgeräten T9, T11, T12, T13, T14, T15 und T16, und die Basisstation B3 kommuniziert mit den Endgeräten T5, T6.
Vorzugsweise übermitteln die Basisstationen dem Controller 9 mit regelmäßigem Zeitabstand die Identitäten aller Endgeräte 5, die zu dem System zur lokalen Radiokommunikation gehören, d. h. aller Endgeräte, mit denen sie jeweils kommunizieren (eventuell können lediglich Aktualisierungen dieser Liste an den Controller 9 durch die Basisstationen mitgeteilt werden, beispielsweise dann, wenn eine Basisstation die Verbindung mit einem Endgerät verliert oder wenn eine Basisstation sich mit einem neuen Endgerät in Verbindung setzt).
Wenn einige der Endgeräte 5, beispielsweise die Endgeräte T9 und T11 in dem in 1 und 2 dargestellten Beispiel, bewegt werden, können diese Endgeräte gegebenenfalls nämlich aufhören, mit der Basisstation 7, zu der sie zuvor zugeordnet waren, zu kommunizieren, und eventuell mit einer neuen Basisstation 7 kommunizieren.
Diese Basisstationswechsel können beispielsweise durch den Controller 9 insbesondere in Abhängigkeit von der Qualität der Kommunikation zwischen jedem Endgerät 5 und jeder Basisstation 7 gesteuert werden.
Jede Basisstation 7 kommuniziert mit den Endgeräten 5, die ihr gemäß einem Master-Slave-Prozess zugeordnet sind, bei dem die Basisstation 7 die Masterrolle spielt, sobald die Funkverbindung mit dem entsprechenden Endgerät 5 hergestellt worden ist.
In diesem Master-Slave-Prozess kontrolliert die Basisstation 7 die Kommunikation mit jedem ihr zugeordneten Endgerät 5, indem sie die Verwendung von aufeinander folgenden Zeitschlitzen Si, Si + 1, Si + 2 usw. steuert (siehe 3), die eine konstante Dauer θ von 625 μs haben und jeweils dazu bestimmt sind, die Übertragung eines Informationspakets PI (oder zweier Informationspakete in dem besonderen Fall von im PAGE-Modus ausgesendeten Paketen, die lediglich einen Identitätscode von einer Basisstation zu den Endgeräten übertragen, oder auch eines Teils eines Informationspakets PI bei einem Paket, das sich über mehrere aufeinander folgende Zeitschlitze erstreckt) zu ermöglichen.
In dem betrachteten Beispiel, bei dem das verwendete Protokoll das BLUEETOOTH^®-Protokoll ist, umfasst jedes Informationspaket PI einen Zugangscode mit einer Länge von 72 Bit, einen Header H mit einer Länge von 54 Bit und einen Nutzteil P mit einer Länge zwischen 0 und 2745 Bit, der beispielsweise die Sprache und/oder weitere Informationen in digitaler Form überträgt. Ferner erfolgt der Austausch zwischen Basisstationen und Endgeräten für jede Basisstation in einem Frequenzkanal, der unter 80 verfügbaren Kanälen gewählt wird und von jeder Basisstation gemäß einem Zufallsprozess bestimmt wird (nach dieser Zufallsbestimmung ist somit die verwendete Frequenz jeder Basisstation bekannt).
In dem häufigsten Fall ist jedes Informationspaket PI ein Standardinformationspaket, das in einem einzigen Zeitschlitz Si enthalten ist und eine Dauer aufweist, die etwas geringer ist als die oben genannte Dauer θ, und die aufeinander folgenden Zeitschlitze sind alternativ

– den Aussendungen von Downlinkinformationspaketen durch die Basisstation zu den dieser Basisstation entsprechenden Endgeräten 5 und
– den Empfängen von Uplinkinformationspaketen durch die Basisstation, welche durch die zu dieser Basisstation zugeordneten Endgeräte ausgesendet werden,

In dem betrachteten Beispiel sind die geradzahligen Zeitschlitze jeder Basisstation 5 zu den Downlinks, d. h. zu den Aussendungen von Downlinkinformationspaketen durch diese Basisstation, zugeordnet, während die ungeradzahligen Zeitschlitze den Uplinks, d. h. den Empfängen von Uplinkinformationspaketen aus den Endgeräten durch die Basisstation, zugeordnet sind.
Wie in 3 in dem vereinfachten Fall von zwei Basisstationen Bj1, Bj2, die jeweils mit einem einzigen Endgerät Tk1 beziehungsweise Tk2 kommunizieren, dargestellt, gibt der Controller 9 den einzelnen Basisstationen 7 eine Synchronisation deren Zeitschlitze Si, Si + 1, Si + 2 (eventuell mit leichten zufälligen oder absichtlichen Unterschieden zwischen den Anfängen der Zeitschlitze der einzelnen Basisstationen, die geringer sind als die Schutzzeit, d. h. als die Differenz zwischen der Dauer θ und der Dauer eines Standardinformationspakets) vor, und sorgt dabei ebenfalls dafür, dass die Gerad- bzw. Ungeradzahligkeit der Zeitschlitze der einzelnen Basisstationen miteinander übereinstimmen.
Durch diese Maßnahme lässt sich bereits ein Teil der Interkanalinterferenzen vermeiden, d. h. der Interferenzen zwischen der Aussendung eines Downlinkinformationspakets durch eine der Basisstationen 7, beispielsweise die Basisstation Bj1, während des Empfangs eines Uplinkinformationspakets durch eine andere Basisstation, beispielsweise die Basisstation Bj2, wobei in diesem Fall der Empfang des Uplinkinformationspakets aufgrund der Amplitude des dem Downlinkinformationspaket entsprechenden Radiosignals, die im Verhältnis zu der Amplitude des dem Uplinkinformationspaket entsprechenden Radiosignals viel höher ist, unmöglich gemacht wird.
Diese Maßnahme ist jedoch nicht ausreichend, um einen ausreichenden Anteil der Interkanalinterferenzen zu vermeiden, da die Basisstationen 7 und/oder die Endgeräte 5 große Informationspakete aussenden können, die sich über mehrere aufeinander folgende Zeitschlitze, vorliegend drei Zeitschlitze oder fünf Zeitschlitze im Fall des BLUETOOTH^®-Radiokommunikationsprotokolls, erstrecken.
In diesem Fall besteht nämlich ein Risiko, dass eines der Endgeräte 5 ein Uplinkinformationspaket während des oder während der ungeradzahligen Zeitschlitze, während deren ein langes Downlinkinformationspaket von einer der Basisstationen 7 weiterhin ausgesendet wird, aussendet, wobei in diesem Fall das Risiko besteht, dass das betreffende Uplinkinformationspaket von der entsprechenden Basisstation nicht empfangen zu werden.
Wenn ein langes Uplinkinformationspaket von einem der Endgeräte 5 an die entsprechende Basisstation 7 gesendet wird, besteht ebenso ein Risiko, dass eine andere Basisstation 7 ein Downlinkinformationspaket in dem Zeitschlitz oder in einem der geradzahligen Zeitschlitze aussendet, die mit dem Aussenden des langen Uplinkinformationspakets zusammentreffen: in diesem Fall besteht das Risiko, dass das Uplinkinformationspaket von der entsprechenden Basisstation schlecht empfangen wird.
In den beiden hier betrachteten Fällen ist ein erneutes Aussenden des nicht empfangenen Uplinkinformationspakets erforderlich, was den Durchsatz des Informationssystems verringert.
Um diesen Nachteil zu beheben, kann jede Basisstation 7 eventuell dem Controller 9 die Chronologie ihrer vorgesehenen Aussendungen und Empfängen in Echtzeit übermitteln, was aufgrund der Tatsache möglich ist, dass die Basisstationen 7 selbst die Kommunikation mit den ihnen zugeordneten Endgeräten 5 steuern (insbesondere werden die Uplinkinformationspakete durch die Endgeräte auf aus den Basisstationen empfangenen Nachrichten hin ausgesendet).
Der Controller 9 legt dann in Echtzeit fest, ob ein Risiko einer Interferenz zwischen den von den einzelnen Basisstationen 7 vorgesehenen Aussendungen und Übertragungen besteht. Wenn ein solches Interferenzrisiko besteht, gibt der Controller 9 den einzelnen Basisstationen 7 eine Chronologie der vorgesehenen Übertragungen (Aussendungen und/oder Empfänge) vor, durch welche sich mindestens ein Teil der Interferenzen und vorzugsweise die Gesamtheit dieser Interferenzen vermeiden lassen.
Der Controller 9 schreibt beispielsweise einer oder mehreren Basisstationen 7 vor, bestimmte vorgesehene Aussendungen und/oder Empfänge von Informationspaketen aufzuschieben.
Der Controller 9 kann insbesondere geeignet sein, um

– wenn eine Basisstation 7 ein langes Informationspaket (das sich im Fall des BLUETOOTH^®-Protokolls über 3 oder 5 Zeitschlitze erstreckt) an ein Endgerät 5 senden muss, den anderen Basisstationen zu verbieten, an die anderen Endgeräte 5 ein Downlinkinformationspaket zu senden, das eine Antwort während der Übertragungsdauer des langen Informationspakets verlangt,
– und, wenn ein Endgerät 5 ein langes Informationspaket an eine Basisstation 7 senden muss, den anderen Basisstationen zu verbieten, ein Downlinkinformationspaket während der Übertragungsdauer dieses langen Informationspakets auszusenden.

Gegebenenfalls kann der Controller 9 einigen Kategorien von Informationsübertragungen die Priorität geben. Insbesondere können die Basisstationen 7 an den Controller 9 nicht nur die Chronologie ihrer vorgesehenen Aussendungen und Empfänge, sondern auch die Kategorie der zu übertragenden Information in Echtzeit übertragen, so dass dem Controller 9 angegeben wird, insbesondere ob die vorgesehenen Übertragungen für die Übermittlung von Sprachsignalen bestimmt sind. In diesem Fall kann der Controller 9 geeignet sein, um den Übertragungen von Sprachsignalen, die meist Telefongesprächen entsprechen, die Priorität zu geben, so dass Zerhackungseffekte bei den übertragenen Sprachsignalen vermieden werden.
Im Übrigen kann der Controller 9 eventuell in regelmäßigen Zeitabständen (beispielsweise mit einer Periodizität zwischen 5 s und 1 h oder vorzugsweise zwischen 5 und 30 Minuten) einen Regelungsprozess der Arrays von Antenne 8 der Basisstationen 7 nachführen, indem er jede der Basisstationen 7 nacheinander zum Aussenden eines Test-Radiosignals (insbesondere eines Signals im PAGE-Modus) veranlasst.
In Abhängigkeit von den in dem elektromagnetischen Umfeld des Radiokommunikationssystems 1 seit der letzten Regelung eingetretenen Veränderungen (Verschiebung von insbesondere metallischen Möbeln, Öffnen oder Schließen von Türen oder Fenstern usw.) kann dann jede Basisstation 7 die Richtwirkung ihrer Antennen 8 während dieser Aussendungen derart verändern, dass die von den anderen Basisstationen 7 empfangenen Signale minimiert werden und dabei sichergestellt wird, dass die Gesamtheit der Basisstationen 7 es ermöglicht, unter guten Bedingungen mit der Gesamtheit der Endgeräte 5 des betrachteten Raums 2 zu kommunizieren.
Während dieses Regelungsprozesses wird, wenn eine Basisstation ein Test-Radiosignal aussendet, der von den anderen Basisstationen gemessene Pegel des Radiosignals an den Controller 9 übertragen.
Jedes Endgerät, das ein Test-Radiosignal (im vorliegenden Fall ein Informationspaket im PAGE-Modus gemäß dem BLUETOOTH^®-Protokoll) empfängt, sendet zudem eine Antwort an die Basisstation, die dieses Signal ausgesendet hat, so dass diese Basisstation die Identität aller Endgeräte hat, die geeignet sind, um mit ihr in jeder der getesteten Antennenkonfigurationen zu kommunizieren. Jede Basisstation misst zudem den Pegel des Antwortsignals, das sie von jedem Endgerät empfängt, das ihr geantwortet hat, oder das Endgerät misst in einer Variante den Pegel des Signals, das es von jeder Basisstation empfängt, und überträgt diesen Pegel an die Basisstation in seiner Antwort. Diese Endgeräte-Identitäten und die derart gemessenen Signalpegel werden an den Controller übertragen.
Ausgehend von den während des Regelungsprozesses derart gesammelten Informationen kann der Controller jeweilige Antennenkonfigurationen der einzelnen Basisstationen festlegen, die es ermöglichen, bei der Aussendung der Test-Radiosignale die Pegel von Radiosignalen, die von den Basisstationen empfangen werden, zu minimieren und dabei sicherzustellen, dass jedes Endgerät unter guten Bedingungen mit mindestens einer Basisstation mit diesen festgehaltenen Antennenkonfigurationen kommunizieren kann.
Der Controller 2 gibt schließlich den Basisstationen 2 die festgehaltenen Antennenkonfigurationen vor und gibt ihnen die Identitäten der Endgeräte an, die ihnen jeweils zugeordnet sind.
Wenn alle Regelungen der Antennenarrays durchgeführt worden sind, bestimmt und speichert der Controller 9 zudem in Abhängigkeit der Pegel der von den Basisstationen während des Regelungsprozesses empfangenen und den durchgeführten Regelungen entsprechenden Radiosignale Paare von Basisstationen 7, die fähig sind, gegenseitig zu interferieren, d. h. Paare von Basisstationen 7, die solcherart sind, dass das Aussenden eines Downlinkinformationsradiosignals durch eine dieser zwei Basisstationen zu einem Endgerät 5 mit einem Uplinkinformationsradiosignal interferieren kann, das von einem anderen Endgerät 5 an die andere dieser zwei Basisstationen gesendet wird, und dabei dann der richtige Empfang des Uplinkinformationsradiosignals verhindert wird.
In diesem Fall kann der Controller 9 vorteilhafterweise geeignet sein, um mindestens einen Teil der vorgesehenen Übertragungen lediglich zwischen den Basisstationen, die gegenseitig interferieren können, aufzuschieben, um die Interferenzen zu vermeiden. Der Controller 9 greift hingegen nicht in die Übertragungen ein, die zwischen Basisstationen vorgesehen sind, die nicht fähig sind, miteinander zu interferieren, was die Arbeit des Controllers vereinfacht und dessen Geschwindigkeit verbessert.
Die oben erwähnten Messungen der Pegel von Radiosignalen, die von den Basisstationen 7 während der Regelungsphase empfangen werden, könnten eventuell bei den unterschiedlichen, von dem verwendeten lokalen Radiokommunikationsprotokoll zugelassenen Frequenzen durchgeführt werden, und der Controller 9 kann dann für jedes Paar von Basisstationen 7, die gegenseitig interferieren können, Paare von Frequenzen festlegen und speichern, die gegenseitig interferieren können.
Mit anderen Worten speichert der Controller 9 für jedes Paar von Basisstationen 7, die gegenseitig interferieren können, Paare mit einer ersten und einer zweiten Frequenz, die solcherart sind, dass das Aussenden eines Radiosignals mit der ersten Frequenz durch eine dieser Basisstationen den richtigen Empfang eines Radiosignals durch die andere Basisstation verhindert, das von einem Endgerät 5 mit der zweiten Frequenz ausgesendet wird.
In dem oben betrachteten Fall können die Basisstationen geeignet sein, um dem Controller zusätzlich zu den oben erwähnten chronologischen Informationen zu den vorgesehenen Übertragungen Informationen über die vorgesehene Frequenz in Echtzeit zu übermitteln, die angeben, mit welcher Frequenz die vorgesehenen Aussendungen und Empfänge erfolgen müssen, und der Controller ist geeignet, um mindestens einen Teil der vorgesehenen Übertragungen lediglich für die vorgesehenen Frequenzen aufzuschieben, die einem Paar von Frequenzen entsprechen, die zwischen den gegenseitig interferierfähigen Basisstationen interferieren können, um die Interferenzen zu vermeiden.
Es ist anzumerken, dass die Basisstationen 7, statt Arrays von Antennen 8 aufzuweisen, deren Richtwirkung lediglich elektronisch kontrolliert wird, eine oder mehrere Richtantennen 8 aufweisen könnten, die durch elektromechanische Mittel bewegbar wären.
Es ist zudem anzumerken, dass es sich bei einigen der Endgeräte 5 um Baken handeln könnte, die an bestimmten besonderen Orten des Raums (2) fest aufgestellt sind, die geeignet sind, um zu gewährleisten, dass der gesamte Raum von der Funkabdeckung des lokalen Radiokommunikationsnetzwerks 1 richtig erfasst wird.

Claims

Lokales Radiokommunikationssystem mit mehreren Basisstationen (7) und mehreren Endgeräten (5), die jeweils mit einer der Basisstationen (7) gemäß einem Protokoll für lokale Radiokommunikation gemäß einem Zeitmultiplex-Vielfachzugriffsverfahren kommunizieren, wobei dieses Protokoll für jede Basisstation (7) aufeinander folgende Zeitschlitze (Si) vorsieht, während deren entweder ein von einem Endgerät (5) an die Basisstation (7) gesendetes Uplinkinformationspaket (PI) oder ein von der Basisstation (7) an das Endgerät (5) gesendetes Downlinkinformationspaket (PI) übertragen werden, und wobei mindestens einige der Basisstationen (7) fähig sind, untereinander zu interferieren, und dabei der Empfang eines Uplinkinformationspakets (PI) durch eine der Basisstationen (7) verhindert wird, wenn eine andere der Basisstationen ein Downlinkinformationspaket (PI) aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstationen (7) jeweils ein Array von Antennen (8) mit kontrollierter Richtwirkung umfassen und geeignet sind, um das Antennenarray mehrere Konfigurationen von Antennen mit unterschiedlicher Richtwirkung annehmen zu lassen, und dass das System zur lokalen Radiokommunikation Folgendes aufweist: – Mittel, um jede Basisstation (7) zum sukzessiven Aussenden von Test-Radiosignalen in unterschiedlichen Antennenkonfigurationen zu veranlassen, Mittel, um dann Pegel von Radiosignalen, die von den anderen Basisstationen (7) empfangen werden, zu messen, und Mittel zur Messung der Qualität der Kommunikation zwischen der Basisstation (7), die das Test-Radiosignal ausgesendet hat, und den Endgeräten (5), – einen zentralen Controller (9), der mit allen Basisstationen (7) kommuniziert und die Basisstationen steuert, wobei dieser zentrale Controller (9) geeignet ist, um unter den bei den Aussendungen von Test-Radiosignalen verwendeten Antennenkonfigurationen jeder Basisstation eine Antennenkonfiguration zu bestimmen, die geeignet ist, um bei der Aussendung der Test-Radiosignale den Pegel der Radiosignale, die von den anderen Basisstationen (7) empfangen werden, zu minimieren und dabei eine zufrieden stellende Kommunikationsqualität zwischen den Basisstationen (7) und allen Endgeräten (5) sicherzustellen, und wobei der zentrale Controller (9) geeignet ist, um den Basisstationen (7) diese Antennenkonfigurationen vorzugeben.
Lokales Radiokommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem – jede Basisstation (7) geeignet ist, um die Test-Radiosignale auszusenden, um die Pegel der Radiosignale zu messen, die infolge der von den anderen Basisstationen ausgesendeten Test-Radiosignale empfangen werden, und um die Pegel von empfangenen Radiosignalen an den Controller (9) zu übertragen, – jedes Endgerät (5) geeignet ist, um eine Antwort auszusenden, wenn es ein von einer Basisstation (7) ausgesendetes Test-Radiosignal empfängt, – jede Basisstation (7) ferner geeignet ist, um Identitäten von Endgeräten (5) zu bestimmen, die auf ihre Test-Radiosignale geantwortet haben, um die Pegel von Signalen zu messen, die als Antwort auf die Test-Radiosignale aus den Endgeräten empfangen werden, und um diese Identitäten sowie die Pegel von derart aus den Endgeräten empfangenen Radiosignalen an den Controller (9) zu übertragen, wobei die Identitäten den Endgeräten entsprechen, die mit der betreffenden Basisstation in der Antennenkonfiguration dieser Basisstation, die zum Aussenden des Testsignals gedient hat, kommunizieren können, – der Controller (9) geeignet ist, um jeweilige Antennenkonfigurationen der einzelnen Basisstationen (7) zu bestimmen, die es ermöglichen, bei der Aussendung der Test-Radiosignale die Pegel von Radiosignalen, die von den Basisstationen empfangen werden, zu minimieren und dabei sicherzustellen, dass jedes Endgerät (5) zufrieden stellend mit mindestens einer Basisstation mit diesen Antennenkonfigurationen kommuniziert.
Lokales Radiokommunikationssystem nach Anspruch 2, bei dem die Basisstationen (7) geeignet sind, um mit regelmäßigem Zeitabstand an den Controller (9) die Identitäten aller Endgeräte (5), die zu dem System zur lokalen Radiokommunikation gehören, zu übertragen.
Lokales Radiokommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Controller (9) geeignet ist, um die einzelnen Basisstationen (7) untereinander zu synchronisieren, so dass alle Basisstationen im Wesentlichen während derselben Zeitschlitze (Si) aussenden und im Wesentlichen während derselben Zeitschlitze (Si + 1) empfangen.
Lokales Radiokommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die einzelnen Basisstationen (7) in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind.
Lokales Radiokommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Controller (9) und die Basisstationen (7) in einem selben Gerät (4) enthalten sind.
Lokales Radiokommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Controller (9) ebenfalls als Konzentrator dient und die Basisstationen (7) über eine externe Verbindung (6) kommunizieren lässt.
Lokales Radiokommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisstationen (7) und die Endgeräte (5) geeignet sind, um gemäß dem BLUETOOTH^®-Protokoll zu kommunizieren.
Lokales Radiokommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisstationen (7) geeignet sind, um die Test-Radiosignale mit einem Zeitabstand zwischen 5 s und 1 h auszusenden.
Lokales Radiokommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem einige der Endgeräte (5) Baken sind, die an bestimmten besonderen Orten eines Raums (2) fest aufgestellt sind, der von dem lokalen Radiokommunikationsnetzwerk versorgt wird, wobei diese Orte geeignet sind, um zu gewährleisten, dass der gesamte Raum von der Funkabdeckung des lokalen Radiokommunikationsnetzwerks (1) richtig erfasst wird.